彈性體熱界面材料遷移特性及導(dǎo)熱填料優(yōu)化改性研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和生活水平的不斷提高，對(duì)熱界面材料的各方面性能要求越來越高。曾經(jīng)主要被航空航天以及真空度要求較高的領(lǐng)域所關(guān)注的遷移特性，正在逐步走進(jìn)日常生活中。遷移是指彈性體熱界面材料中的小分子油狀物從材料的內(nèi)部逸出到材料外部的現(xiàn)象。材料的遷移特性，直接影響著真空度的維持，以及光學(xué)元器件中敏感表面的清潔。遷移特性越差，小分子物質(zhì)從材料中逸出越容易，就越有可能造成光學(xué)等元器件的失效。除了遷移特性，彈性體熱界面材料的導(dǎo)熱性能一直是被關(guān)注的重點(diǎn)。

2、導(dǎo)熱系數(shù)的高低一直是衡量熱界面材料優(yōu)異的重要指標(biāo)。本文主要從遷移特性和熱導(dǎo)率兩個(gè)角度出發(fā)，研究了以下幾方面內(nèi)容:
　　1、光學(xué)元器件中的彈性體熱界面材料失效后，其光學(xué)端面很可能因此被污染，影響該元器件的正常使用。針對(duì)這一類案例，我們從彈性體熱界面材料自身出發(fā)研究其結(jié)構(gòu)及組成，并從滲出失效和揮發(fā)失效兩個(gè)角度研究了彈性體熱界面材料的失效歷程。采用紅外分析、凝膠色譜分析、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析、接觸角分析等分析手段，對(duì)材料中遷移出的物質(zhì)進(jìn)

3、行了綜合分析。其中，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)可以對(duì)收集的滲出物和揮發(fā)冷凝物進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)分析，并且我們成功建立了一種采用GC-MS定性定量的探究遷移物的種類和含量的研究方法。
　　2、選取三種不同粒徑的球形氧化鋁，填充到雙組份硅橡膠基體中，制備出彈性體熱界面復(fù)合材料。當(dāng)三種填料的總填充質(zhì)量一定時(shí)，考察了不同配比對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能的影響。采用正交試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，模擬實(shí)驗(yàn)作為輔助說明。研究表明，最佳配比為:當(dāng)平均粒徑為7

4、5μm的Ax75-150的含量為55 wt％，平均粒徑為45μm的Aw45-70的含量為20 wt％，平均粒徑為5μm的Ax3-32的含量為25 wt％時(shí)，該硅橡膠熱界面復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為4.61 W/(m·K)。
　　3、導(dǎo)熱填料的表面改性和界面優(yōu)化一直被作為提高復(fù)合材料熱性能的方法之一。本文采用鄰苯二酚和四乙烯五胺作為改性劑對(duì)球形氧化鋁填料進(jìn)行表面包覆（簡(jiǎn)稱:酚胺改性），然后選用硅烷偶聯(lián)劑KH570(γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧